การกัดกร่อนของแก๊ส: คำจำกัดความ คุณลักษณะ และวิธีแก้ปัญหา

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

อุตสาหกรรมและการก่อสร้างจำนวนมากใช้วิธีทางเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมของก๊าซ ตัวอย่างเช่น การประมวลผลชิ้นส่วนภายใต้หัวเผาโพรเพนหรือการก่อตัวของสภาพแวดล้อมการป้องกันระหว่างการเชื่อมเพื่อแยกชิ้นงานออกจากออกซิเจน ภายใต้เงื่อนไขบางประการ กระบวนการดังกล่าวสามารถกระตุ้นการกัดกร่อนของก๊าซ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ที่อุณหภูมิหรือความดันสูงขึ้น กิจกรรมทางเคมีเพิ่มขึ้นซึ่งส่งผลเสียต่อโครงสร้างของโลหะและโลหะผสม ดังนั้นจึงมีการพัฒนาวิธีการพิเศษเพื่อป้องกันปรากฏการณ์ดังกล่าวและต่อสู้กับร่องรอยของการกัดกร่อนที่เกิดขึ้น

การตรวจวัดการกัดกร่อนของแก๊ส

ความเสียหายจากการกัดกร่อนประเภทนี้คือการเสียรูปทางเคมีของพื้นผิวโลหะที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปแล้ว ปรากฏการณ์ดังกล่าวจะพบได้ในอุตสาหกรรมโลหะ ปิโตรเคมี และเคมี ถึงตัวอย่างเช่น การกัดกร่อนอาจเกิดขึ้นระหว่างการผลิตกรดซัลฟิวริก ในระหว่างการสังเคราะห์แอมโมเนียและการก่อตัวของไฮโดรเจนคลอไรด์ นอกจากนี้ การกัดกร่อนของแก๊สของโลหะยังเป็นกระบวนการที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันซึ่งเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความชื้นในอากาศโดยรอบ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกก๊าซที่สามารถกระตุ้นการกัดกร่อนได้ สารผสมที่ออกฤทธิ์มากที่สุดในแง่นี้คือไนโตรเจนออกไซด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ออกซิเจน ไฮโดรเจน และฮาโลเจน สำหรับวัตถุแห่งการทำลายล้าง แท่งเสริมแรงของเตาเผาและหม้อไอน้ำ โครงข่ายท่อส่ง พื้นผิวของกังหันก๊าซ องค์ประกอบของเครื่องยนต์สันดาปภายในและโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนในโลหะวิทยา

คุณสมบัติกระบวนการ

ในขั้นตอนแรกของปฏิกิริยา อะตอมของออกซิเจนจะถูกดูดซับโดยเคมีบนผิวโลหะ มันอยู่ในลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาของออกซิเจนกับโลหะซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของการกัดกร่อนนี้ ความจริงก็คือว่าปฏิกิริยามีลักษณะของการปฏิสัมพันธ์ของไอออนิกและสิ่งนี้ทำให้แตกต่างจากกระบวนการทางเคมีทั่วไปในไดออกไซด์ พันธะจะแข็งแกร่งขึ้นเนื่องจากอะตอมของออกซิเจนได้รับผลกระทบจากสนามของอะตอมโลหะที่อยู่เบื้องล่าง นอกจากนี้ กระบวนการดูดซับออกซิเจนจะเกิดขึ้น และภายใต้สภาวะความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ชั้นการดูดซับเคมีจะเปลี่ยนเป็นฟิล์มออกไซด์อย่างรวดเร็ว ในที่สุด การกัดกร่อนของแก๊สสามารถก่อให้เกิดเกลือ ซัลไฟด์ และออกไซด์บนผิวโลหะ ความเข้มของกระบวนการของความเสียหายจากการกัดกร่อนได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์ (ตัวกลางที่เป็นก๊าซ)พารามิเตอร์จุลภาค (อุณหภูมิ ความดัน และความชื้น) เช่นเดียวกับสถานะปัจจุบันของวัตถุที่ทำปฏิกิริยาเคมีเอง

ป้องกันการกัดกร่อนของแก๊สด้วยการผสม

หนึ่งในวิธีการทั่วไปในการปกป้องโลหะจากกระบวนการกัดกร่อนทุกประเภท วิธีนี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโครงสร้างของโลหะที่สึกกร่อน ในตัวมันเอง การผสมเกี่ยวข้องกับการดัดแปลงของโลหะผสมโดยการแนะนำส่วนประกอบที่ทำให้เกิดทู่ของโครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสามารถใช้ทังสเตน นิกเกิล โครเมียม ฯลฯ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการป้องกันการกัดกร่อนของแก๊สองค์ประกอบที่ใช้เพื่อเพิ่มความต้านทานความร้อนและความต้านทานความร้อนของโลหะ กระบวนการผสมสามารถทำได้ทั้งโดยการใช้สารเคลือบพิเศษและการแช่ชิ้นงานในเฟสก๊าซของส่วนประกอบดัดแปลง ในทั้งสองกรณี ความต้านทานของโลหะต่อกระบวนการออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น เพื่อลดอัตราการออกซิเดชันของชิ้นส่วนเหล็กที่ 900 °C ลงครึ่งหนึ่ง จำเป็นต้องผสมมันกับโลหะผสมเกรด A1 ที่ 3.5% และสำหรับการลดลงสี่เท่าด้วยตัวปรับ A1 5.5%

บรรยากาศในการป้องกันการกัดกร่อน

อีกเทคนิคในการปกป้องช่องว่างโลหะและโลหะผสมจากความเสียหายจากการกัดกร่อนอันเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันของแก๊ส บรรยากาศที่ป้องกันสามารถเกิดขึ้นได้จากตัวกลางของอาร์กอน ไนโตรเจน และคาร์บอน ใช้ก๊าซผสมเฉพาะสำหรับโลหะแต่ละชนิด ตัวอย่างเช่น เหล็กหล่อได้รับการคุ้มครองโดยอาร์กอนหรือสารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์และเหล็กทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนและไนโตรเจนได้ดี ในการบำรุงรักษาท่อหลัก การป้องกันประเภทนี้ส่วนใหญ่จะใช้เมื่อดำเนินการประกอบการเชื่อม ในโหมดการทำงานคงที่มักใช้การป้องกันไฟฟ้าของเครือข่ายก๊าซจากการกัดกร่อนซึ่งดำเนินการทางเทคนิคโดยเซมิคอนดักเตอร์ที่มีวงจรสายเคเบิล นี่คือเปลือกป้องกันการกัดกร่อนแบบไฟฟ้าเคมี ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบของการป้องกันกัลวานิกที่ป้องกันขั้วบวกในโครงสร้าง

การใช้สารเคลือบทนความร้อนป้องกันการกัดกร่อน

วิธีนี้ยังประกอบด้วยการลดอัตราของกระบวนการกัดกร่อน แต่ด้วยค่าใช้จ่ายของการเคลือบทนความร้อนแบบพิเศษ เทคนิคที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการใช้ชั้นการแพร่กระจายความร้อนของเหล็ก-อลูมิเนียมเรียกว่าเทอร์โมโครไมซ์ การแปรรูปโลหะด้วยเซรามิกของชิ้นส่วนโลหะและโครงสร้างยังให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพอีกด้วย ข้อดีของการป้องกันการกัดกร่อนของแก๊สดังกล่าวไม่เพียงแต่การเคลือบด้วยความร้อนและทางกลที่เชื่อถือได้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเป็นไปได้ในการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีกายภาพของเปลือกด้วยความยืดหยุ่น ทั้งออกไซด์ของวัสดุทนไฟและส่วนประกอบโลหะ เช่น โมลิบดีนัมและทังสเตน สามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของชั้นการทำงานได้

สรุป

ผู้เชี่ยวชาญมีส่วนร่วมในการจัดระเบียบการควบคุมการป้องกันการกัดกร่อน การพัฒนาและการอนุมัติโครงการสำหรับวัตถุเฉพาะ ในรัสเซีย JSC Mosgaz เป็นหนึ่งในหน่วยงานที่ใหญ่ที่สุดในการปกป้องเครือข่ายก๊าซจากการกัดกร่อน พนักงานของโครงสร้างนี้มีส่วนร่วมในการให้บริการโรงงานผลิตก๊าซโดยรักษาสภาพที่เหมาะสมที่สุดของโครงสร้างพื้นฐานในการทำงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งองค์กรที่ดำเนินการเช่นการติดตั้งระบบป้องกันไฟฟ้าเคมี, การประเมินอันตรายของท่อส่งก๊าซใต้ดิน, การวิเคราะห์ความเข้มของการกัดกร่อนของวัสดุ ฯลฯ สำหรับงานส่วนใหญ่อุปกรณ์มาตรวิทยาที่ทันสมัยถูกนำมาใช้เพื่อ ตรวจสอบการกัดกร่อนของวัตถุเป้าหมายอย่างแม่นยำและครอบคลุม